CRONACA

Il punto sulla meccanica quantistica

Da lunedì a Torino, nella sede dell’INRIM, si svolge un convegno internazionale sullo stato della meccanica quantistica, che farà il punto sia sugli aspetti teorici che sulle applicazioni tecnologiche.

NOTIZIE – La meccanica quantistica non è solo lo studio dei fondamenti, delle questioni teoriche con risvolti epistemologici che animano il dibattito tra scienziati e filosofi fin dall’epoca della scoperta. È anche, da vent’anni a questa parte, una varietà di possibili applicazioni in campi molto diversi.

Tra queste, per esempio, i circuiti fotonici quantistici, ci spiega Marco Genovese, promotore e curatore del convegno Advances in Foundations of Quantum Mechanics and Quantum Information with atoms and photons che si aprirà lunedì 24 maggio a Torino nella sede dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica. Con i circuiti fotonici quantistici sarà possibile eseguire degli algoritmi molto più efficienti rispetto a quelli attuali. Oggi per ridurre in fattori un numero di 100 cifre, cioè trovare un insieme di numeri che moltiplicati tra di loro diano il numero originario, ci vuole un tempo pari alla vita stessa dell’universo se calcolato con un computer tradizionale. La stessa operazione richiederebbe solo pochi minuti se avessimo a disposizione un computer quantistico.

“Queste difficoltà matematiche sono proprio quelle che oggi garantiscono la sicurezza di molte procedure informatiche, che si basano sull’impossibilità di risolvere certi problemi, come l’inversione di alcune funzioni, — racconta Marco Genovese. — Se si costruisse un computer quantistico questa impossibilità svanirebbe e si aprirebbero moltissime possibilità. A quel punto l’inviolabilità dei sistemi non si dovrebbe più basare su un’incapacità o su un’inadeguatezza dei nostri mezzi, ma dovrebbe essere fondata sulle leggi della natura: la crittocrafia quantistica. Sarebbe una vera inviolabilità.”

Nel campo della comunicazione quantistica e della crittografia i lavori fervono in tutto il mondo, e ci sono già dei sistemi a livello pre-commerciale.

I circuiti fotonici, insieme al calcolo quantistico, sono nati circa vent’anni fa e sono stati il primo settore tecnologico nel campo della meccanica quantistica. “È ancora molto difficile fare delle previsioni su quando il computer quantistico sarà una realtà, — dice Genovese. — Tuttavia si stanno facendo passi avanti.”

Più recentemente, sono emerse altre interessanti idee che permettono di applicare i principi della meccanica quantistica a dispositivi che potrebbero avere un impatto sulla vita di tutti i giorni. Due sono le principali. La prima è l’imaging quantistico, la tecnica che permette di rivelare oggetti che assorbono pochissimo o dei quali siano state perse le informazioni sull’immagine, perché, per esempio, diffuse nella nebbia.

La seconda è la metrologia quantistica che, sfruttando le proprietà degli stati quantistici, diventerà uno strumento essenziale per ottenere misure migliori e per ridefinire le unità di misura in modo più preciso, per esempio delle quantità elettriche o della candela, l’unità di misura dell’intensità luminosa, a partire dal conteggio dei singoli fotoni.

Il convegno è in onore di Carlo Novero, scienziato torinese prematuramente scomparso che ha aperto questo settore di ricerca all’interno dell’INRIM. OggiScienza seguirà le principali tappe dei lavori con resoconti e interviste. Il programma a disposizione qui.

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